Проектирование цеха по производству гидрофобного цемента производительностью 500 тыс т./год

вяжущие_Всё.docx

Задание на курсовое проектирование.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова»
Архитектурно-строительный факультет
Кафедра строительных материалов и изделий
по дисциплине: Вяжущие вещества
на тему: Цех по производству гидрофобного портландцемента П=500 тыс. т в год. .
Исполнитель: Студенков Сергей Сергеевич студент 4 курса группа 270106
Руководитель: Артамонов Андрей Владимирович доцент к.т.н.
(Ф.И.О. должность уч. степень уч. звание)
Аналитический обзор9
1. Сущность гидрофобизации портландцемента 9
2. Виды гидрофобных добавок их классификация14
3. Методы введения гидрофобных добавок в портландцемент14
5. Помол клинкера в шаровых мельницах19
5.1.Помол клинкера в закрытом цикле19
5.2. Помол цемента в открытом цикле20
Технологическая часть22
1. Характеристика выпускаемой продукции22
2 Характеристика сырьевых материалов23
2.1 Портландцементный клинкер23
2.2 Гипсовый камень25
2.3 Гидрофобная добавка25
3 Выбор и обоснование технологической схемы26
4 Режим работы цеха28
5 Расчет производственной программы и потребности в сырьевых материалах28
6 Технологические расчеты30
7 Контроль производства и качества продукции39
Мероприятия по охране труда и окружающей среды41
1. Мероприятия по охране труда41
2. Мероприятия по охране окружающей среды.44
Технико-Экономическая часть46
В курсовом проекте «Цех по производству гидрофобного портландцемента П=500 тыс. т. в год» содержится информация отражающая особенности производимого материала его достоинства и недостатки рассмотрены различные методы проведения технологического процесса получения продукта более подробно рассмотрен выбранный метод.
На основании расчета производственной программы произведен расчет и подбор оборудования. Рассчитана численность производственных рабочих вспомогательных рабочих а также штатное расписание. Указаны аспекты контроля качества продукции. В разделе посвященном технике безопасности и охране окружающей среды рассмотрены основные опасности и предложены мероприятия по охране труда в данной области производства в соответствии с основными опасными и вредными производственными факторами предложены мероприятия по защите окружающей среды снижающие запыленность выбрасываемого в атмосферу воздуха мероприятия по экономии энергоресурсов. Рассчитаны и представлены основные технико-экономические показатели цеха.
В графической части проекта представлен план спроектированного цеха и разрез.
-й век является высокоиндустриальным этапом в развитии технологий. Отдельной индустриальной отраслью является строительная индустрия высокий уровень которой позволяет развиваться всем остальным технологическим направлениям.
Конечной целью строительной индустрии является возведение зданий и сооружений. Основным промежуточным строительным ресурсом является бетон на портландцементе и шлакопортландцементе.
В связи с высокой разбросанностью объектов строительства в том числе и в труднодоступных для техники местах возникают вопросы связанные с доставкой к месту строительства строительных материалов. Отдельный вопрос возникает при доставке в места где нецелесообразно возводить бетонорастворный узел бетона особенно если время доставки соизмеримо с крайними сроками конца схватывания портландцемента (по ГОСТ10178-85 начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин а конец - не позднее 10 ч от начала затворения [1]).
Задачей иного характера также требующей какого-либо решения является организация хранения готового цемента на складах. При хранении обычного (портланд-) цемента необходимо принимать меры по недопущению наличия сырости и влаги в силосебункере негативно сказывающихся на качестве цемента. По некоторым данным [2] при ненадлежащих условиях хранения и доступе к цементу влаги воздуха через месяц прочность бетона из цемента марок 300-400 снижается на 10%.
Кроме того отдельной отраслью строительства является мостостроительство и дорожное и аэродромное строительство. Причем для данных отраслей требуются строительные материалы отвечающие особым требованиям а именно – высокие морозостойкость и прочность низкие водопоглощение и водопроницаемость [3].
В качестве решения всех вышеуказанных проблем можно с высокой достоверностью предложить использование (в том числе и в качестве сырья для бетона) гидрофобного цемента. Придание бетонам и растворам водоотталкивающих свойств особо эффективно в тонкостенных элементах конструкций полов облицовок резервуаров а также при необходимости исключить возможность взаимодействия жидкостей с цементом и при высоких гигиенических требованиях к покрытию полов резервуаров и других поверхностей увлажнение которых нежелательно по технологическим или гигиеническим соображениям [4].
Гидрофобным портландцементом называют минеральное вяжущее на основе портландцемента с гидрофобизирующей добавкой по ГОСТ 10178—85. По данным [356] введение в портландцемента различных гидрофобизирующих добавок предложено М. И. Хигеровичем и Б. Г. Скрамтаевым. Гидрофобные добавки являются поверхностно-активными веществами.
1. Сущность гидрофобизации портландцемента
Для уяснения необходимости введения гидрофобизирующих добавок в портландцемент необходимо понять механизм гидратации портландцемента.
Гидратация портландцемента начинается практически сразу после контакта с водой (время смачивания зерен цемента водой не превышает 1-2 секунд [3]). С течением времени доступ воды к негидратированным зернам цемента затрудняется по причине образования водонепроницаемого слоя цементного геля. По данным [5] оптимальное ВЦ=038 при данных условиях гидратация цемента происходит достаточно полно с минимальным снижением прочности бетона из-за образования пор однако чаще всего используются бетоны с ВЦ=04÷055 с применением виброуплотнения и растворы с ВЦ=06÷08 [36]. Вместе с тем достаточное для гидратации цемента количество воды составляет 18÷20%. Таким образом [356] не участвующая в образовании цементного камня вода образует макропоры (часто открытые) и капилляры (особенно в теплых условиях при интенсивном испарении). По [5] понижение капиллярной пористости ведет к повышению прочности и стойкости бетона поэтому на производственных площадках стремятся готовить бетонную смесь с минимальным расходом воды с учетом соблюдения необходимых условий для формования конструкции или изделия.
При производстве работ на строительных площадках основным методом формования бетона является литье с последующим виброуплотнением. При этом бетонные смеси должны быть достаточно удобоукладываемы обладать невысокой жесткостью что чаще достигается добавлением избыточного количества воды. Стоит отменить и такое явление как воздухововлечение в бетонную смесь происходящее как в бетоносмесителе бетоновозе при транспортировке так и непосредственно при заливке. Таким образом полученные конструкции обладают сравнительно высокой пористостью.
Пористость бетона является важной характеристикой определяющей такие показатели как водопоглощение водопроницаемость морозостойкость. Бетон [5] является капиллярно-пористым материалом; мелкие поры и капилляры (микропоры) к которым относятся и поры цементного геля размером 10-5см практически непроницаемы для воды. Макропоры и капилляры крупнее 10-5см доступны для фильтрации воды под действием перепада давлений осмоса градиента влажности. При этом вместе с водой вглубь бетона могут попадать и растворенные в ней вещества корродирующие бетон. Также высокая пористость обуславливает и высокую газопроницаемость также играющую существенную роль в корродировании бетона. Таким образом пористость в некоторой степени определяет срок жизни и службы бетона. Другой существенной характеристикой является морозостойкость которая является производной характеристикой от пористости. При попадании в поры воды и последующем её замерзании образующийся лед действует на стенки пор создавая в них [35] критичные напряжения приводящие к постепенному разрушению бетона внутри пор. При этом линейные размеры пор увеличиваются ещё более усугубляя ситуацию и понижая общую прочность конструкции или изделия.
Введение гидрофобных добавок приводит к следующему результату.
При контакте гидрофобизирующей добавки с зернами цемента происходит адсорбирование её на поверхности зерен в виде тончайшей водонепроницаемой и водоотталкивающей пленки. Цементы с гидрофобными добавками характеризуются пониженной гигроскопичностью и капиллярным подсосом способны очень длительное время сохранять высокую активность даже при хранении во влажных помещениях и не комкуются при кратковременном воздействии воды [6]. В соответствии с требованиями ГОСТ 10178-85 гидрофобные цементы не должны впитывать в свою массу воду в течение 5 минут с момента нанесения капли на цемент. Таким образом применение гидрофобного цемента облегчает организацию хранения транспортировки.
При непосредственном применении гидрофобного цемента и приготовлении бетона или раствора гидрофобизирующая добавка механически удаляется с цементных зерен в процессе перемешивания заполнителем и полученная смесь образует однородный пластичный нормально твердеющий бетон или строительный раствор. При этом сама гидрофобизирующая добавка концентрируется в массе бетона на поверхности пузырьков воздуха из массы сухого цемента а также и частично вовлекаемого в раствор в ходе перемешивания не давая им образовывать более крупные агрегаты а чаще и повышая их степень дисперсности [6]. Согласно данных [4] количество макропор в бездобавочных бетонах в 2 4 раза больше чем в бетонах с гидрофобной добавкой. Благодаря этому эффекту – образованию в бетонном тесте высокодисперсных и равномерно распределенных пузырьков воздуха (что повышает прочность бетона) – а также и смазывающему эффекту гидрофобных пленок существенно снижается жесткость бетонной смеси и повышается её пластичность удобоукладываемость. В свою очередь это позволяет снизить расход воды что впоследствии положительно сказывается на прочности бетона снижении его пористости позволяет снизить расход цемента. Кроме того наличие в растворе воздушных пузырьков сокращает миграцию частиц цемента и заполнителя с адсорбированной на их поверхности водой образует своеобразный гидродинамический каркас что в свою очередь снижает расслаивание залитого бетона.
Одним из недостатков приготовленных на основе гидрофобных цементов бетонов является тот факт что в ходе перемешивания удаление гидрофобных пленок происходит не со всех зерен цемента следствием чего в первые дни скорость нарастания прочности бетона несколько ниже чем у бетонов на обычном портландцементе. Однако в дальнейшем пленки на не гидратированных зернах цемента разрываются вырастающими минеральными новообразованиями соседних зерен и постепенно весь цемент переходит в раствор.
В целом бетон на гидрофобном цементе рационально применять в неблагоприятных для бетонирования условиях где особо эффективно проявляется его стойкость к попеременному замораживанию и оттаиванию высыханию и увлажнению повышенная водонепроницаемость бетона.
Гидрофобные добавки действуют и в готовом изделии. В ходе твердения бетона и после затвердевания молекулы добавок начинают адсорбироваться поверхностью пор и капилляров бетона образуя теперь гидрофобное покрытие на них. В результате этого возникает контакт имеющий обратный угол при котором силы поверхностного натяжения воды не позволяют ей проникнуть вглубь массива [4]. Благодаря этому явлению полученный бетон отличается более высокой морозостойкостью и более низкой водопроницаемостью повышающей и коррозионную стойкость. Так при изучении морозостойкости бетона на основании гидрофобного цемента с добавкой мылонафта (02 %) Г.И. Горчаковым [6] контрольные образцы оказались непригодными для дальнейших опытов после 300 циклов а исследуемые образцы выдержали 1217 циклов до начала разрушения заполнителя.
Кроме этого затрудняется контакт с бетоном и влаги воздуха и содержащихся в нем газов. Такие качества позволяют использовать бетон на основе гидрофобного портландцемента для мостостроительства в том числе и элементов постоянно находящихся под водой и для дорожного строительства и строительства аэродромов. Рационально применять гидрофобные цементы и для оштукатуривания фасадов зданий что уменьшает коррозию несущих элементов бетонных и железобетонных конструкций.
Гидрофобизирующие добавки будучи поверхностно-активными веществами проявляют двойственные свойства. Так гидрофобизаторы проявляют одновременно и пластифицирующие воздухововлекающие свойства.
Стоит отметить и существенное влияние гидрофобной добавки как поверхностно-активного вещества на процесс помола цемента из клинкера. Так имеющийся опыт [6] показывает что введение добавок существенно повышает производительность мельниц тонкого помола причем гидрофобизирующие добавки не уступают добавкам интенсифицирующим помол. Благодаря своей дифильной структуре при адсорбции добавки на поверхности зерна цемента автоматически изолируются от зерен не покрытых добавкой своим гидрофобным концом молекулы. Вместе с тем известно что пленка ПАВ может быть механически удалена с поверхности зерна. Однако в условиях мельницы такой процесс более вероятен при деформации и измельчении зерен при этом вновь открытая поверхность практически сразу «замазывается» ПАВ. Таким образом предупреждается процесс агрегации зерен в флокулы а также налипание агрегатов на поверхность футеровки и мелющих тел – шаров и цильпебсов. Также согласно теории Ребиндера ПАВ улучшают размалываемость благодаря собственному расклинивающему действию при попадании в микротрещины на поверхности измельчаемого цемента тем самым снижая твердость зерен.
Применение добавок при помоле повышает производительность мельниц на 10 15%.
2. Виды гидрофобных добавок их классификация.
Эффективность гидрофобизирующих добавок оценивается по степени уменьшения водопоглощения бетона по сравнению с бездобавочным бетоном в соответствии с [7] [8] [9]. В соответствии с [8] показатель уменьшения водопоглощения (по массе) вычисляется по формуле 1:
где – водопоглощение контрольных образцов (без добавок);
– водопоглощение исследуемых образцов с гидрофобизирующей добавкой.
По [9] добавка является эффективной при .
По классификации [4] добавки делятся на 3 группы:
I группа включает в себя наиболее эффективные добавки обеспечивающие снижение водопоглощение бетона в 5 раз и более (через 28 суток испытаний). Примерами таких добавок могут быть: фенилэтоксисилоксан 113-63 ПластИЛ (ОАО «Спецстройматериалы») алюмометилсиликонат натрия АМСР-3 Sikagard-702 B-Aquaphob (Sika Швейцария)
II группа включает в себя добавки снижающие водопоглощение в 2 49 раз. Примеры: Полигидросилоксаны 136-41 и 136-157М (ГКЖ-94 ГКЖ-94М) Hidrofob E (TTK Словения)
III группа – группа наименее эффективных добавок с эффектом снижения водопоглощения до 19. По [9] данные добавки являются неэффективными. Этил- метилсиликонаты натрия (ГКЖ-10 ГКЖ-11).
3. Методы введения гидрофобных добавок в портландцемент
При производстве гидрофобного портландцемента добавку гидрофобизатора вводят в цемент только при помоле клинкера. При этом обеспечивается максимальное распределение добавки по зернам цемента во всем его объёме а кроме того повышается эффективность работы мельницы. При этом для производства необходима установка высокоточного дозирующего устройства максимально равномерно (во времени) питающего мельницу добавкой. Питание может быть организованно различными способами [10]: истечением в один или несколько приемов в начале помола распылением в первую и последнюю камеру мельницы; наиболее эффективным является распыление добавки в первой камере. Наиболее рационально в качестве добавок применять отходы нефтехимических производств такие как [11] асидол (008 012%) асидол-мылонафт (008 012%) мылонафт (01-025%) содержащие ПАВ со средней длинной цепи что благоприятно сказывается как на понижении прочности зерен (в соответствии с правилом Дюкло-Траубе) так и на дезагрегирующем действии (при обращении правила Дюкло-Траубе).
Цементный клинкер размалывается до высокой удельной поверхности так как от его дисперсности зависит качество цемента. Кроме того для регулирования и улучшения процесса гидратации и твердения и обеспечения высокой однородности и прочности цементного камня необходимо регулировать гранулометрический состав вяжущего материала. Наиболее благоприятными для получения прочного цементного камня являются фракции 3 30 мкм [351012]. Для обычных цементов содержание данных фракций составляет 40 50%.
Процесс помола характеризуется наличием 3-х этапов определяемых по механизму разрушения кусков клинкера. На первом этапе разрушение [1013] обусловливается макродефектностью структуры клинкера (трещиность пористость). Второй этап характеризуется разрушениями обусловленными микроструктурой клинкера (размерами формой характером спайки кристаллов). Начиная с удельной поверхности 2300-2700см2г наступает наиболее энергозатратная (рис. 1) стадия измельчения для которой характерны налипание и агрегирование измельчаемых частиц. При этом повышается доля работы измельчения трением менее эффективного по сравнению с работой раздавливания и удара. Однако как указывалось выше при введении добавок ПАВ действие эффекта Ребиндера повышает размалываемость на всех этапах особенно на 1 и 2 а агрегирование частиц и налипание их на футеровку и рабочие элементы мельницы (цильпебс) на 3 этапе практически прекращаются [3456101213]. По данным [13] введение ПАВ при помоле цемента позволяет повысить удельную поверхность вяжущего на 30%. Кроме того повышается текучесть цемента сокращая время прохождения его через мельницу что позволяет существенно снизить энергозатраты на 20 30% за счет сокращения времени измельчения что имеет весьма важную роль так как энергозатраты на помол клинкера доходят до 50% всех энергозатрат производства [12].
Помол клинкера может осуществляться различными способами. рассмотрим некоторые из них.
Помол в валковой мельнице. В валковой мельнице материал измельчается между тарелкой приводимой во вращение от электродвигателя через редуктор и валками. В мельницах этого типа обычно имеется два валка. При вращении тарелки из-за сил трения валки также начинают вращаться и. перекатываясь по тарелке измельчают материал раздавливанием и истиранием. Измельченный материал выносится потоком воздуха подаваемого по каналу в тарелке. Валковые мельницы изготавливают с диаметром тарелки 06 17 м. Скорость вращения тарелки не превышает 3мс. Тарелки бывают как плоскими так и с наклонными бортами.
Вибрационные мельницы (мельницы Лёше). Их разделяют на инерционные и гирационные. Инерционная мельница состоит из корпуса в котором на подшипнике установлен дебалансный вал приводимый во вращение двигателем. Корпус мельницы опирается на пружины. При работе материал подается в мельницу сверху и падает в середину тарелки при вращении вала корпус мельницы с загруженными материалом и измельчающими телами вибрирует с высокой частотой. Вследствие этого мелющие тела интенсивно воздействуют на материал и измельчают его. В процессе работы загрузка медленно поворачивается в сторону противоположную направлению вращения дебалансного вала. Барабан гирационной мельницы приводится в круговое движение эксцентриковым валом на котором он установлен. В некоторых вибрационных мельницах применяют несколько помольных камер. При работе мельниц материал и корпус могут разогреваться до 3000С. Данные мельницы отличаются компактностью но при этом низкопроизводительны (до 15 тч).
Струйные мельницы. Различают воздухо- и пароструйные. Камера струйных мельниц представлена в виде двух противоточных эжекционных установок. Материал при работе поступает по трубам из бункера в разгонные трубки где подхватывается сжатым воздухом и выносится в помольную камеру. Материал измельчается в следствие соударения частиц в встречных вихревых потоках. Отработанный энергоноситель выносит продукты помола в сепаратор. Внутренняя камера помола футерована износостойким материалом. Для ревизии сопел и их регулирования в камере предусмотрены люки. Продукты помола отличаются высокой тонкостью помола и узким фракционным составом.
Способы помола находящиеся в разработке.
Планетарные шаровые мельницы. Данный вид мельниц принципиально не отличается по принципу действия от трубных мельниц однако цилиндр мельницы помимо вращения вокруг собственной оси вращается и вокруг внешней оси при этом сила воздействия мелющих тел на материал увеличивается в несколько раз. Этот факт позволяет уменьшать массу загрузки мелющих тел а следовательно и уменьшать энергозатраты на транспортирование мелющих тел снижает металлоемкость установки её размеры в несколько десятков раз. Установка обычно состоит из 4-х самоуравновешивающихся камер помола вращающихся вокруг одной внешней оси. Основным недостатком данной мельницы является высокий разогрев материала отсутствие удовлетворительных конструктивных решений по загрузке и разгрузке мельницы.
Дробление с помощью электрических разрядов. При определенных условиях электрический разряд может создавать чрезвычайно высокие давления в ограниченном объёме воды (эффект Юткина). Интенсивное выделение энергии при разряде сопровождается сильной ударной волной разрушающей материал на более тонкие составляющие. Согласно исследованиям эффективность измельчения электрогидравлическим ударом в 29 раз выше чем в трубной мельнице.
Основным методом измельчения клинкера получившим самое широкое распространение является его помол в одно- и многокамерных трубных мельницах в открытом или замкнутом цикле.
Трубные мельницы могут быть однокамерными или многокамерными в которых отдельные камеры разделены диафрагмами. Количество камер помола определяет такие характеристики мельницы как производительность энергозатратность тонкость помола фракционный состав. В общем большее количество камер повышает производительность тонкость помола снижает энергозатратность выравнивает фракционный состав продукта. Это объясняется распределением (классификацией) различных фракций по соответствующим камерам что делает высокоэффективной работу измельчения мелющими телами. С этой же целью вместо диафрагм применяются наклонные межкамерные перегородки (НМП) имеющие конусовидную форму с углом у основания 500 в сторону загрузочного конца. Для интенсификации процессов истирания аспирирования достаточно измельченного материала в камерах с цильпебсом в данных камерах применяют лопастные эллипсные сегменты (ЛЭС).
5. Помол клинкера в шаровых мельницах.
5.1.Помол клинкера в закрытом цикле (рисунок 2).
Помол клинкера в закрытом цикле характеризуется многочисленным прохождением измельчаемого материала через мельницу 1 до получения необходимой крупности при этом материал измельченный до нужной степени отделяется от основной массы с помощью сепаратора 3 в силос готовой продукции. Получаемый продукт характеризуется достаточно узким гранулометрическим составом в большей своей массе сравнительно высокой гидравлической активностью [13]. Мельница питается клинкером с конвейера 2 через загрузочную цапфу трубошнек и попадает в камеру помола. В ходе технологического процесса необходимо контролировать чтобы температура загружаемого клинкера не была выше 800С что может неблагоприятно сказаться на процессе помола и привести к понижению производительности [10]. В качестве измельчающего рабочего органа в первой камере многокамерных мельниц служит загрузка мелющих тел-шаров наиболее крупного ассортимента. По мере перехода от загрузочного конца сортамент мелющих тел снижается в размерах и в последней (второй) камере мелющим телом является цильпебс. Мельницы работающие в закрытом цикле обычно 1-2-хккамерные.
Материал поступаемый на классификацию в сепараторе 3 может отбираться как на выходе из мельницы так и после какой-либо из камер помола через специальные отверстия в бронефутеровке. Отобранный материал поступает в элеватор 10 поднимающий его в сепаратор где происходит классификация. При этом недоизмельченный материал (крупка) поступает на домол либо в загрузочную цапфу или частично в последующую камеру. Готовый продукт из сепаратора по аэрожелобам поступает на силос готовой продукции с помощью камерного насоса 9. Кроме того при аспирировании объёма мельницы цемент в виде пылегазовой смеси поступает в циклоны 5. Доочистку воздух проходит в электрических фильтрах 6 цемент из электрофильтров удаляется с помощью шнекового транспортера 8. Аспирация осуществляется с помощью вентиляторов 47.
5.2. Помол цемента в открытом цикле.
Удаление продукта из мельницы происходит через разгрузочную цапфу самовально на аэрожелоба либо посредством аспирации воздухом с последующим осаждением цемента либо в циклонах либо в аспирационной шахте. Доочистка воздуха производится с помощью электрофильтров из которых собираемый цемент удаляется с помощью шнекового транспортера. В силоса цемент подается от мельницы с помощью камерных насосов. Для работы системы аспирации служат вентиляторы.
Для достижения достаточной степени измельчения материал долго находится в барабане при этом большая часть материала переизмельчается что приводит к снижению производительности и повышению энергозатрат. Кроме того повышается плотность упаковки и «текучесть» материала при измельчении что снижает эффективность измельчения ударом а значит и гидравлическую активность готового цемента. Фракционный состав продукта имеет весьма широкий диапазон гранулометрического состава. По различным данным [10111213] применение открытого цикла выгодно при использовании установки «Минипебс» состоящей из 2 мельниц предварительного и тонкого помола с аспирацией первой и удалением готового продукта из цикла. Данная установка отличается пониженным энергопотреблением высокой удельной поверхностью продукта повышенной (в сравнении) прочностью на ранних сроках твердения [13].
Технологическая часть.
1. Характеристика выпускаемой продукции.
Выпускаемая продукция – гидрофобизированный портландцемент марки М-400 «Портландцемент 400-Д0-ГФ ГОСТ 10178-85» должен обладать следующими характеристиками [1141516].
Начало схватывания мин
Конец схватывания не позднее часов
Содержание минеральных добавок
Содержание вспомогательных компонентов %
Предел прочности при изгибе 28 сут. Мпа
Предел прочности при сжатии 28 сут. МПа
Гидрофобизирующей добавки %
Время стойкости при воздействии воды мин.
Содержание Cl--иона %
Прохождение сквозь сито №008 %
Удельная эффективная активность естественных радионуклидов
Для регулирования сроков схватывания цемента при помоле вводится добавка гипса в количестве 4 % от массы цемента [11].
Хранение упаковка и транспортировка производятся в соответствии с [12].
Цемент качественно характеризуется на стадии проектирования состава клинкера некоторыми параметрами [13]. Основные из них – это:
Гидравлический модуль – должен иметь величину в пределах 17 23. Цементы с значением менее 17 имеют низкую прочность; наоборот с ГМ более 23 – не обладают постоянством объема. Данный модуль показывает отношение содержания оксида кальция к содержанию остальных минералообразующих оксидов;
Силикатный модуль СМ – обычно находится в пределах 19 32; наиболее оптимальные значения – 22 26. Показывает отношение содержания оксида кремния к содержанию оксидов алюминия и железа. Определяет количество жидкой фазы при обжиге клинкера что характеризует его «обжигаемость»;
Кремнеземистый модуль – показывает отношение содержаний оксидов кремния к оксиду алюминия. Обычно находится в пределах 25 35;
Глиноземистый модуль ГМ – обычно находится в пределах 15 25. Показывает отношение содержания глинозема к оксиду железа. Определяет в цементе содержание трехкальциевого алюмината. При высоких значениях ГМ при низких значениях SM цемент является быстросхватывающимся.
2 Характеристика сырьевых материалов.
2.1 Портландцементный клинкер.
Химический состав клинкера определяют по методике регламентированной [17]. При этом определяют обычно общее процентное содержание оксида кальция диоксида кремния полуторных оксидов железа и алюминия оксида магния а также оксидов щелочных металлов.
Химический состав клинкера колеблется в сравнительно широких пределах. Главные оксиды цементного клинкера CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 суммарное содержание которых составляет 95-97%. Содержание главных оксидов колеблется в следующих пределах: CaO – 58-67% SiO2 – 16-26% Al2O3 -4-8% Fe2O3 – 2-5%. Кроме того в клинкере присутствуют и такие оксиды как: K2O+Na2O – 0-1% Mn2O3 – 0-3% SO3 – 01-25% TiO2 – 0-05% P2O5 – 0-15% – содержание которых также регламентируется с целью повышения коррозионной стойкости [13].
Цементный клинкер содержит 4 главные фазы: алит (фазу трехкальциевого силиката) белит (фазу двухкальциевого силиката) алюминатную и алюмоферритную фазу. Также в его составе присутствуют стеклофаза щелочные сульфаты и свободный оксид кальция.
Алит (модифицированный трехкальциевый силикат) – основной клинкерный минерал определяющий высокую прочность быстроту твердения и ряд других свойств цемента. В клинкере он содержится обычно в количестве 50-70%.
Белит (-модификация двухкальциевого силиката)- второй основной минерал портландцементного клинкера отличается медленным твердением но обеспечивает достижение высокой прочности при длительном твердении цемента.
Алюминатная фаза содержащаяся в составе клинкера в количестве 5-10 % очень быстро реагирует с водой. Для замедления твердения в состав портландцементного клинкера вводят природный двуводный гипс.
Алюмоферритная фаза представляет собой целую серию твердых растворов алюминатов в ферритах. Соотношение Al2O3Fe2O3 может быть разным оно зависит от их соотношения в сырье и от способа охлаждения клинкера. Алюмоферритная фаза может включать в свой состав до 3% щелочей.
Клинкер после обжига подвергается охлаждению и вылеживанию. Скорость охлаждения клинкера особенно в начальный период должна быть достаточно высокой что приводит к повышению доли стекловидной фазы в клинкере [1013] уменьшению размеров кристаллов периклаза (снижение расширения бетона) и алита (повышение прочности бетона). Вылеживание клинкера на открытом воздухе требуется для гашения свободного оксида кальция не образовавшего минералов который может вызвать внутренние напряжения в изделии из цемента или бетона вследствие расширения при образовании карбоната.
Гипсовый камень должен отвечать требованиям ГОСТ 4013-82 «Камень гипсовый для производства вяжущих веществ» [18]. По [18] гипсовый камень должен содержать не менее 95% двуводного гипса в сырье 1-го сорта не менее 90% в сырье 2-го сорта и не менее 80 и 70% в сырье 3-го и 4-го сортов. В гипсовых породах лучших месторождений обычно содержится до 2-5% примесей но часто их количество достигает 10-15% и более. Средняя плотность гипсового камня зависит от количества и вида примесей и составляет 22-24 гсм3. насыпная плотность гипсовой щебенки 1200-1400 кгм3 влажность колеблется в значительных пределах (3-5% и более). В качестве добавки в производстве цемента применяется гипсовый камень фракций 0-60мм при этом фракции 0-5мм не более 30%.
2.3 Гидрофобная добавка.
Согласно [9] добавкой считается продукт вводимый в бетонные и растворные смеси с целью улучшения их технологических свойств повышения строительно-технических свойств бетонов и растворов и придания им новых свойств. Основным эффектом действия гидрофобизирующей добавки является снижение водопоглощения в 2 и более раз. Принимаем в качестве гидрофобной добавки асидол-мылонафт.
По [19] асидол-мылонафт должен отвечать следующим требованиям:
Внешний вид - Жидкость от светло-коричневого до темно-коричневого
Массовая доля нефтяных кислот не менее – 75%;
Массовая доля минерального масла в пересчете на органические вещества не более – 9%;
Кислотное число мг КОН на 1 г нефтяных кислот не менее – 225;
Массовая доля минеральных солей не более - 1%;
Массовая доля сульфатов не более – 07%;
Массовая доля хлоридов не более – 03%.
3 Выбор и обоснование технологической схемы
На основании изложенного в пункте 1.4 материала в качестве рабочей принимается схема непрерывного сухого помола в открытом цикле без промежуточной классификации с охлаждением внутримельничного пространства путем впрыска воды с загрузкой и выгрузкой через полые цапфы которая является достаточно простой не требует дополнительных энергозатрат на работу вспомогательного оборудования не отличается особой сложностью при монтаже и в обслуживании. Цементная пыль попадает самовально через разгрузочное отверстие мельницы в камерные насосы. Технологическая схема цеха представлена на рисунке 3.
Рисунок 3. Технологическая схема цеха.
В качестве рабочего режима принимается односменная восьмичасовая пятидневная рабочая неделя с двумя выходными. Количество рабочих дней в году определяется по формуле:
где – количество рабочих дней в году;
– общее количество календарных дней в году;
– количество выходных дней в году;
– количество праздничных дней в году.
Количество дней работы оборудования определяется по формуле:
где – годовой фонд времени работы основного оборудования дней;
– потери времени на текущие ремонты дней;
– потери времени на капитальные ремонты дней.
5 Расчет производственной программы и потребности в сырьевых материалах
В соответствии с пунктом 2.5 настоящей работы определено что годовой фонд времени работы оборудования составляет 235 дней. Составим производственную программу производства в течение года.
Таблица 1. Производственная программа цеха
Производительность цеха в тоннах в
Определим теперь на основании требований производительности потребность в сырье. Гидрофобный цемент состоит на 2% от массы клинкера из гипса на 01% из гидрофобной добавки и собственно клинкера. Для определения потребности каждого компонента решим уравнение:
где – массовая доля цементного клинкера в готовом цементе.
На основании данного решения определим потребность материалов на 1 тонну цемента:
Таблица 2. Расход материалов на производство 1 тонны цемента.
Потребность в тоннах в
Определим потребность в сырье для производства.
Таблица 3. Проектная потребность в сырье
Потребность в сырье в тоннах в
В связи с невозможностью обеспечения постоянной и равномерной работы оборудования необходимо вводить поправочные коэффициенты.
Таблица 4. Коэффициенты поправок на неравномерность потребления сырья.
Таким образом требуемая обеспеченность сырьем составляет:
Таблица 5. Фактическое требование к обеспеченности сырьем.
6 Технологические расчеты
При проведении технологических расчетов воспользуемся формулой:
где – число единиц оборудованя;
– требуемая производительность данного вида оборудования;
– стандартная производительность одной единицы данного оборудования.
– коэффициент использования оборудования = 095
Основным оборудованием данного цеха является шаровая мельница. Часовая производительность мельницы или группы мельниц не должна быть ниже 34375 тонн цемента. Конструкция мельницы должна обеспечивать поддержание температуры клинкера и продуктов помола не выше 1500С во избежание качественного изменения характеристик добавки её выгорания.
Рассчитаем необходимое количество единиц оборудования.
Помольное оборудование. Для помола применим шаровые мельницы размером 40×135 м которая имеет следующие характеристики [20]:
Производительность при остатке на сите 008 10% материала при работе в открытом цикле – 120тоннчас;
Частота вращения барабана обмин – 162;
Мощность главного электродвигателя – 3200 кВт
Масса без электрооборудования и мелющих тел – 486тонн;
Масса загрузки мелющих тел – 226тонн.
Рассчитаем необходимое количество мельниц:
Рассчитаем количество воды необходимое для охлаждения всех мельниц из расчета 05% от массы клинкера.
Для подачи воды с внешнего резервуара в мельницу применим [21] самовсасывающий насос фирмы Sena код модели 25461 со следующими параметрами: рабочее напряжение – 230 В мощность двигателя – 05 л.с. производительность (при напоре 8 м вод. ст.) 7 м3ч давление при номинальном (требуемом) расходе воды 11 кгссм2. Создаваемое насосом давление позволяет эффективно распылять воду по массе клинкера.
Рассчитаем количество камерных насосов перекачивающих готовый цемент в силосы. Применим двухкамерные насосы марки НО-324М [22] с заявленной производительностью по цементу до 60 тч (с возможностью регулирования производительности в диапазоне 49 60).
Определим требуемую производительность насосов:
Из расчета видно что для обеспечения бесперебойной перекачки цемента требуется 6 (по 2 на каждую мельницу) камерных насосов данного типа.
Определение объёма бункеров.
Каждый расходный бункер должен иметь размеры из расчета вместимости двухчасового объёма расходуемого материала (смеси).
Определим объём бункеров по формуле:
где – рабочий объём бункера м3;
– часовой расход соответствующего материала тоннчас;
– время запаса ч. Примем запас равным 2;
– насыпная плотность материала тоннм3;
– коэффициент заполнения бункера. Примем 09
Получим для клинкера:
Распределим данный объём на 3 бункера питающих мельницы:
Так как требуется бункер объемом в 2 раза превышающий 80 м3 то для гипса используем 2 идентичных бункера по 80 м3.
Рассчитаем для гипса:
Аналогичным образом распределим требуемый объём гипса по 3-м бункерам.
Объём одного бункера:
Определим параметры бункеров принимая что они установлены батарейно (характеристики H h1 h2 A одинаковы).
Определим размеры выходного отверстия по формуле:
гдеа – размер выходного отверстия бункера мм;
k – коэффициент значение которого для сортированного материала равно 26; для несортированного – 24;
- угол естественного откоса материала град.
Рассчитаем a. Индексы к г в обозначают соответственно клинкер гипс вода.
Назначим ширину бункеров А=5000.
Определим высоту пирамидальной части бункера по формуле:
где- угол наклона пирамидальной части град. Для обеспечения наилучшего высыпания материала из бункера примем =500.
Примем высоту группы клинкерных бункеров Н=5866мм; для гипсового бункера примем Н=3500.
Тогда высоту прямоугольной части бункера определим по формуле:
Размер бункера В рассчитаем по формуле:
где – объём прямоугольной части бункера м3;
– объём пирамидальной части бункера м3.
Таким образом длина каждого клинкерного бункера составляет 4 м длина гипсового бункера составляет 0361м всей батареи составит 8361м. Так как бункеры клинкера организованы последовательно то транспортер организован 2-мя участками один из которых при необходимости транспортирует клинкер из дальнего бункера на транспортер ближних бункеров клинкера и гипса.
Определим объём силосов для цемента. Объём силосов должен вмещать в себя продукцию 10-20 суток работы цеха [11] примем рабочим 15-суточный запас. Расчетная требуемая суточная производительность составляет 234043 тонн. Тогда:
Промышленностью выпускаются цементные силосы диаметром 18 м и высотой 40 м вместимостью до 9000 тонн. Определим количество силосов данного типа:
Таким образом требуется группа силосов из 4-х емкостей.
Впрыск гидрофобной добавки организован централизованно дозирование добавки осуществляется посредством регулирования протока через распылительную форсунку при постоянном заданном давлении перед форсункой. Для подачи добавки применим [23] насос-маслораспылитель В44-23 производительностью до 04 м3час и давлением на нагнетании 10кгссм2.
Рассчитаем параметры элементов системы аспирации. Первым элементом системы аспирации является аспирационная шахта. С помощью аспирационной шахты можно снизить запыленность воздуха с 300-500 до 25-60 гм3. Рассчитаем размеры аспирационной шахты.
Количество воздуха проходящего через агрегат определяем по формуле м3:
где – площадь поперечного сечения проточной части мельницы;
– скорость движения воздуха по проточной части мельницы принимаем 07 мс.
Определим с учетом загрузки камер дробимым материалом и мелющими телами по формуле м2:
Объём воздуха проходящего через аспирационную шахту определим по формуле м3:
Размеры сторон равносторонней аспирационной шахты определим по формуле м:
Количество пыли уносимое из аспирационной шахты. Определим по формуле:
где – концентрация пыли () гм3;
Определим высоту аспирационной шахты по формуле:
Определим объём воздуха проходящего через циклон по формуле:
Определим массу пыли выходящей из циклона по формуле:
где – коэффициент очистки воздуха
Определим концентрацию пыли в воздухе выходящем из циклона по формуле:
Определим объём воздуха проходящего через рукавный фильтр:
Определим массу пыли выходящей из фильтра по формуле:
Определим концентрацию пыли в воздухе выходящем из рукавных фильтров:
Подберем обеспыливающее оборудование.
Применим циклонную батарею ЦН-15-900х4УП (СП). Рассчитаем её применимость.
Определим скорость движения воздуха через циклоны с учетом что сечение пространства циклонов составляет 254м2 (4*0635м2) мс [24]:
Для данной батареи циклонов при данной скорости движения воздушного потока в соответствии с гидродинамической характеристикой пропускная способность составляет 36600м3час что вполне удовлетворяет требованиям технологического режима.
В качестве рукавного фильтра применим батарею из 3 рукавных фильтров ФРИ16 [25]. Пропускная способность данной батареи составляет 48000м3ч (16000*3) что удовлетворяет условию пропускной способности не менее 43580м3ч.
В качестве воздухоотсасывающего устройства применим дымосос ДН-15 производительностью 50тысм3час.
Выбранное оборудование и его характеристики представлены в сводной таблице 6.
Таблица 6. Ведомость оборудования
Коэффициент использования
Мощность электродвигателя кВт
Камерные насосы ТА-29
Численность работающих и их расстановка по рабочим местам представлена в таблице 7:
Таблица 7. Ведомость работающих цеха
Профессия(должность)
Производственные рабочие:
Моторист-смазчик моторов
Вспомогательные рабочие:
обслуживанию оборудования
Комплексная бригада по ремонту оборудования:
по нормированию труда
7 Контроль производства и качества продукции
Основными задачами контроля технологии производства цемента являются [11]:
обеспечение стабильного производства цемента заданного качества при высоких технико-экономических показателях работы оборудования;
контроль качества поступающего на завод сырья топлива корректирующих и гидравлических добавок гипса и других материалов;
расчет и контроль состава сырьевой смеси;
оперативный контроль технологических параметров работы оборудования.
В цехе помола в качестве сырья данного передела используется клинкер гипс гидрофобная добавка. При этом гипс и гидрофобная добавка подвергаются качественному и количественному химическому анализу а кроме того гипс подвергается гранулометрическому анализу при поступлении данных материалов на завод в соответствии с [1819]. Вылежанный клинкер подвергается химическому анализу на предмет определения содержания свободного CaO.
Состав сырьевой смеси поступаемой на помол строго регламентируется проба отбирается с питателей каждой мельницы машинистом(-ами) 2-4 раза в смену. На основании полученных данных производится корректировка работы питателей.
Полученный цемент отбирается из трубопроводов пневмонасосов автоматически с помощью пробоотборных устройств типа ПЦАН-2 2-4 раза в смену для определения гранулометрического состава (определение остатка на сите 008 а при необходимости - на сите 02) (определения качества работы мельниц) определения содержания SO3 и количества добавок (поддержание заданных технических свойств цемента). Также производится отбор цемента из силосов для определения тонкости помола (по остатку на сите 008) определения содержания гипса и добавок химическим способом и проведения физико-механических испытаний. Целью данного анализа является назначение гарантированной марки цемента.
Представим требования контроля в таблице 8:
Таблица 8: Карта контроля
периодичность приготовления средних проб
Вид выполняемого анализа и частота его проведения
Исполнитель аппаратура
Химический анализ клинкера и добавок
раз в смену общая проба от всех мельниц
определение содержания CaO в клинкере и добавках
Расчет содержания добавок в цементе и уточнение дозировки добавок
Химический анализ гипса
определение содержания SO3 влажности
Проверка соответствия ГОСТ 4013-61 учет расхода
Лаборант фотоколориметры ФЭК-М ФЭК-60
-4 раза в смену от всех мельниц заполняющих один силос
Тонкость помола по остатку на сите 008
Контроль работы мельниц
Лаборант анализатор тонкости помола АТП-1Л
содержание SO3 (1-2 раза в смену)
Поддержка заданных технических свойств цемента
Лаборант Фотокалориметры ФЭК-М ФЭК-60
Общая проба по силосу или от каждых 2-4 тыс тонн выработанного цемента
Тонкость помола по остатку на сите 008 содержание гипса и добавок химическим способом
Контрольные испытания для назначения гарантийной марки цемента
Физико-механические испытания по ГОСТ 310-60
Нормальная густота по ГОСТ 310.3-76
Лаборант прибор Вика с пестиком
Сроки схватывания по ГОСТ310.3-76
Лаборант прибор Вика с иглой
Равномерность изменения объёма по ГОСТ 310.3-76
Лаборант автоклав ванна с гидрозатвором бачек для кипячения
Определение прочности при изгибе по ГОСТ 310.4-76
Лаборант формы балочек пресс
Определение прочности при сжатии по ГОСТ 310.4-76
Лаборант формы балочек гидравлический пресс
Мероприятия по охране труда и окружающей среды
1. Мероприятия по охране труда
Цех по помолу цементного клинкера является производственным объектом повышенной опасности. В соответствии с подпунктом 4.13 параграфа «Помол клинкера» пункта 4 «Производственные (технологические) процессы» Правил [26] при организации и ведении технологических процессов помола и транспортировки клинкера и цемента должны быть обеспечены:
метеорологические условия в рабочей зоне производственных помещений по ГОСТ 12.1.005-76;
содержание пыли в воздухе рабочей зоны не более 6 мгм;
уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах не более 85 дБА;
очистка выбрасываемых в атмосферу газов и запыленного воздуха в соответствии с требованиями Указаний по расчету рассеивания в атмосфере вредных веществ содержащихся в выбросах предприятий (СН 369-74) утвержденных Госстроем СССР;
защита работающих от воздействия вредных веществ применяемых в качестве интенсификаторов помола.
Эксплуатация помольного оборудования должна выполняться в соответствии с параграфом «Мельницы» пункта 5 «Установка и эксплуатация производственного оборудования и технологических линий». По данным правилам определено:
мельницы должны иметь автоматическую блокировку обеспечивающую заданную очередность пуска и остановки машин исключающую возникновение завалов;
для предупреждения персонала о пуске и остановке мельницы должны быть оборудованы звуковой и световой сигнализацией (электрозвонки и мигающие электролампы;
мельница должна быть оборудована ограждениями выкрашенными в желтый цвет. Зубчатый венец подвенцовая шестерня привода и соединительные муфты оборудуются сплошными ограждениями;
ширина проходов между параллельно установленными мельницами должна быть не менее 12 м. Устраивать проходы под корпусами мельниц установленных на высоте не менее 3 м от пола до корпуса допускается при оборудовании ограждений сверху и сбоку металлической сеткой с ячейкой не более 25 мм;
для обслуживания сепараторов рукавных фильтров вентиляторов питателей и цапфовых подшипников мельницы должны быть установлены площадки соответствующие требованиям безопасности
мельницы должны иметь блокировку обеспечивающую следующий порядок пуска оборудования: пылеулавливающие и аспирационные системы разгрузочные устройства мельницы загрузочные устройства. В случае внезапной остановки мельницы блокировка должна обеспечивать автоматическое отключение загрузочных устройств а при остановке разгрузочных устройств - загрузочных устройств и мельницы;
во время работы мельниц производить ремонт мельниц и вспомогательного оборудования извлекать из питателей течек негабаритное сырье и посторонние предметы (металл доски и т.д.) заходить за ограждения мельниц или снимать их запрещается;
работа мельниц запрещается при:
неисправности блокировки или сигнализации;
снятых или незакрепленных ограждениях;
наличии трещин на днищах и корпусе;
ослаблении или отсутствии болта крепящего броневую плиту;
выделении через неплотности люков и болтовые отверстия размалываемого материала;
неисправности или неэффективной работе аспирационной системы;
Внутренний осмотр ремонт мельницы должны производиться по наряду-допуску в соответствии с требованиями п.13.46 и прил.15 первой части Правил при температуре воздуха в мельнице не выше 40 °С;
При остановке мельниц на ремонт осмотр или загрузку мелющими телами электродвигатель привода должен быть отключен от электропитающей сети предохранители вынуты из электрораспределительных устройств муфты рассоединены а на пусковые устройства вывешен запрещающий знак безопасности 1.5 по ГОСТ 12.4.026-76 с изм. с поясняющей надписью: "Не включать - работают люди!";
Мельница должна останавливаться таким образом чтобы люки подлежащие открыванию были в верхнем положении;
При работе на корпусе мельницы рабочие должны надеть предохранительные пояса и закрепить их к стальному канату натянутому над корпусом по длине мельницы.
Поступающие на предприятие рабочие должны допускаться к работе только после обучения их безопасным приемам работы и инструктажа по технике безопасности. Ежеквартально необходимо проводить дополнительный инструктаж и ежегодно повторное обучение технике безопасности непосредственно на рабочем месте.
Работники обязаны использовать средства индивидуальной защиты находиться на рабочем месте в спецодежде и спецобуви носить защитную каску; содержать рабочее место в чистоте своевременно производить уборку; не допускать розлива ГСМ применяемых в цехе.
2. Мероприятия по охране окружающей среды.
В настоящее время мероприятия по охране окружающей среды являются одними из наиболее важных и ответственных. Особое внимание выполнению данного рода мероприятий предъявляется при аттестации предприятия на подтверждение соответствию европейских стандартов ISO14001.
Для предприятий по производству портландцемента мощностью более 150000тонн в год санитарно-защитная зона составляет 1000 м.
В цехе помола клинкера активно используется воздух для классификации продуктов помола. Отработанный воздух достаточно сильно загрязнен высокодисперсными продуктами помола поэтому перед выпуском в атмосферу его необходимо подвергать специальной очистке. В соответствии с нормативными документами [27] запыленность отходящих газов и аспирационного воздуха не должна превышать 01грм3 при условии что при рассеивании пыли в атмосфере среднесуточная запыленность воздуха за пределами санитарно-защитной зоны предприятия не превышает 015мгм3. Для предприятий по производству портландцемента мощностью более 150000тонн в год санитарно-защитная зона составляет 1000м. Предельно допустимая концентрация цементной пыли составляет 6 мглитр воздуха.
Проектируемый цех оборудован системой доочистки воздуха с помощью рукавных фильтров. При этом степень обеспыливания воздуха доходит до 999% [10] что превышает даже степень очистки воздуха электрофильтром. Размеры задерживаемых частиц составляют более крупные вплоть до 1 мкм. При этом ресурс работы рукавных фильтров достаточно длителен и составляет 25 лет.
Одним из аспектов экологии является рациональное использование энергоносителей особенно применительно к цеху помола являющемуся наиболее (до 50%) энергозатратным переделом всего производства. Вследствие этого наиболее рационально применять ресурсосберегающие технологии помола применять схемы с пониженным энергопотреблением (с промежуточной сепарацией с постоянной аспирацией) применять ускорители помола корректировать соответствующим образом иные переделы (получение клинкера и темпы его охлаждения). Рационально применение установки Минипебс снижающее время помола и энергозатраты.
Технико-Экономическая часть
Рассчитаем основные техноко-экономические показатели цеха.
Определим списочное число рабочих по явочному путем умножения на коэффициент перехода 114. Получим:
где – списочное число производственных рабочих;
– явочное число производственных рабочих.
Съём продукции с 1 м2 производственной площадки определим по формуле:
где – величина съёма продукции;
– годовая производительность цеха;
– площадь занимаемая цехом (по внешнему обмеру).
Определим годовую выработку цеха в пересчете на одного производственного рабочего по формуле:
Определим годовую выработку цеха в пересчете на одного работающего в цеху по формуле:
где – общее число работников цеха включая ИТР и ремонтную бригаду.
Определим трудоемкость производства по формуле:
– число рабочих дней в году;
– часовая продолжительность рабочей смены.
Определим удельный расход электроэнергии по формуле:
где – удельный расход электроэнергии;
– мощность выбранного электрооборудования;
– годовой фонд времени работы электрооборудования;
– количество рабочих смен;
– количество часов в смену.
Полученные данные представим в сводной таблице 8.
Таблица 8. Технико-экономические показатели проектируемого цеха.
Наименование показателя
Годовая производительность
Производственная площадь цеха
Съём продукции с 1 м2 производственной площади
Списочное число производственных рабочих
Годовая выработка на
Трудоемкость производства
Удельный расход электро-энергии
В представленной курсовой работе представлен материал о достоинствах гидрофобного портландцемента механизм действия гидрофобизирующей добавки. Кроме того спроектирована производственная линия по производству данного строительного материала выбрано наиболее подходящее оборудование. Линия запроектирована с минимальным количеством оборудования подверженного высокому износу и потребляющего дополнительные энергоресурсы (электроэнергию) в качестве рабочей принята схема помола в открытом непрерывном цикле с охлаждением внутрикамерного пространства путем впрыска воды после впрыска гидрофобизирующей добавки. Также разработан план цеха в ходе проектирования которого основной задачей являлось соблюдение принципа зонирования и экономии производственных площадей.
ГОСТ10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия»
Волженский А. В. и др. Минеральные вяжущие вещества: (технология и свойства). Учебник для ВУЗов. – 3-е изд. перераб. и доп. – М.: Стройиздат 1979. - 476 с. ил.
Касторных Л.И. Добавки в бетоны и строительные растворы: учебно-справочное пособие Л.И. Касторных. – 2-е изд. – Ростов нД.: Феникс 2007. – 221 с. – (Строительство)
Баженов Ю.М. Технология бетона Учеб. пособие для технол. спец. строит. вузов. 2-е изд. перераб. - М.: Высшая школа. 1987. - 415 c
Хигерович М.И. Байер В.Е. Гидрофобно-пластифицирующие добавки для цементов растворов и бетонов. М.:Стройиздат.- 1979.-126с
ГОСТ 30459-2008. «Добавки для бетонов и строительных растворов. Методы определения эффективности»
ГОСТ 12730.3—78 «Государственный стандарт Союза ССР. Бетоны. Метод определения водопоглощения»
ГОСТ 24211-2003 «Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия»
Алексеев Б.В. Технология производства цемента: Учебник для средних профессионально-технических училищ. – М.: Высшая школа 1980. – 266 с.: ил.
Краткий справочник технолога цементного завода. Под ред. Кравченко И.В. Мешик Т.Г. М.: Стройиздат. – 1974. – 304 с
Теория цемента Под ред. Пащенко А.А. – К.: Будивельник 1991. – 168 с.: илл.
Дуда В. Цемент. Пер. с нем. Фельдман Е.Ш. Под ред. Юдовича Б.Э. – М.: Стройиздат 1981. – 464 с. ил.
ГОСТ 30515-97 «Цементы. Общие технические условия»
ГОСТ 31108-2003 «Цементы общестроительные. Технические условия»
ГОСТ 22237-85 «Цементы. Упаковка маркировка транспортирование»;
ГОСТ5382-73 «Цементы. Методы химического анализа»
ГОСТ 4013-82 «Камень гипсовый для производства вяжущих веществ»
ГОСТ 13302-77 «Кислоты нефтяные. Технические условия»
Бауман В.А. Клушанцев Б.В. Мартынов В.Д. Механическое оборудование предприятий строительных материалов изделий и конструкций: Учебник для строительных ВУЗов. – 2-е изд. перераб. – М.: Машиностроение 1981. – 324 с. ил.
Приказ Минстройматериалов СССР от 20.12.1979 «Правила техники безопасности и производственной санитарии в цементной промышленности Постановление Президиума ЦК профсоюза рабочих строительства и промстройматериалов»
СН 245-71 от 05.11.1971 «Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий»

план цеха_со_спецификацией_вяжущие.cdw

План цеха по производству
гидрофобного портландцемента
производительностью 500 тыс тгод
Мельница шаровая многокамерная
Приводной электродвигатель
Бункер цементного клинкера
Бункер гипсового камня
Тарельчатый питатель
Цеховой конвейер подачи
клинкера в расходные бункеры
Цеховой конвейер подачи гипсо-
вого камня в расходные бункеры
Насос впрыска охлаждающей
воды в мельницы Sena 25461
Насос впрыска гидрофобной
Емкость хранения гидрофобной
добавки (асидол-мылонафт)
Ограждения основного обору-
Щитовое помещение маши-
Выпускной коллектор цемента